saber与matlab的比较 (1)

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1、推进系统仿真平台SABER与MATLAB的比较1引言Saber和Matlab/Simulink不是直接竞争产品，它们仿真原理不同，侧重的应用领域也不同，二者功能互补，有接口。（1）Saber和Simulink采用不同的仿真原理lSaber可以进行建立在物理守恒定律的基础上的仿真，Saber的模型直接采用物理特性描述，其管脚对应于实际连接关系，如电管脚包括电压电流信息，机械管脚包括力和速度信息等。此种物理模型直接反映了实际物理系统的状态，如负载对信号源的影响，负载之间彼此的影响等。lSimulink的仿真是建立在信号流的基础上的，一个连接只能表示一个信号，信号有方向性，无法

2、直接表示负载效应、耦合等问题。lSaber也可以支持建立在信号流的基础上的仿真。（2）Saber和Simulink擅长的应用领域不同lSaber擅长进行实际物理硬件系统的仿真，如电源、数模混合电路，机电控制系统等。可以很好的考虑负载特性、被控对象与控制部分的相互影响等。lSimulink擅长进行软件控制算法的仿真，可以很方便的建立算法模型，还可以自动生成代码，对控制系统算法设计非常有效。（3）Saber-MatLab/Simulink接口Saber与Matlab/Simulink的接口分为三个方面：l命令行接口。在Saber的CosmosScope中有Saberlink，

3、可以直接起动Matlab命令行，与Matlab进行波形和数据的传输l模型接口。Saber可以读入Simulink的模型，在Saber中进行仿真l协同仿真接口。Saber可以与Simulink进行协同仿真，由Simulink仿真算法，Saber仿真硬件电路和执行部分，从而在软件设计过程中就可以验证算法的正确性。2推进系统仿真主要分为两个层面2.1器件级仿真器件级仿真主要研究器件的电气特性，例如逆变器缓冲电路对电压尖峰的抑制、输出滤波器对逆变器输出电压dv/dt的抑制、IGBT保护电路的特性等等。器件级仿真要求器件特性和模型尽量准确仿真结果才有意义和参考性。电力电子器件是现代

4、推进系统电源的核心器件，只有电子电子器件模型建立的准确，对逆变电源的仿真研究才具有意义。在MATLAB软件平台上，对电力电子器件的建模为理想性建模，例如IGBT，如图所示，只有拖尾电流、上升时间、关断时间等几个参数，而在SABER仿真平台上，所有的电力电子器件模型更加接近实际，例如IGBT的建模可以输入很多分布参数，如图x所示，这是IGBT的Datesheet建模方法，它建模需要器件的参数数据，在SABER仿真平台上的另一种IGBT建模方法为开放式建模，如图x所示，此种建模方法可以更加准确的模拟实际IGBT的极间分布参数、拖尾电流特性、开通特性、关断特性等。MATLAB软

5、件平台IGBT的驱动是信号式驱动，即0为关，1为开通，IGBT的开通时间与驱动电路无关；SABER软件平台的驱动为实际电平信号，而且IGBT的开通、关断时间与开通关断电阻相关，更接近实际；2.2系统级仿真准确预测和了解永磁电机驱动系统的性能，不仅需要准确的电机模型，同时还需要方便快捷的仿真平台，从而降低整个系统设计的工作量。在选择适当的仿真平台后，还存在一个由数学语言向仿真语言转化的过程，以便最大程度的模拟实际系统的工作情况。一些学者提出了很多的改进方法，但是由于仿真系统与实际系统相差较大，仿真结果的可信度受到质疑。下面利用Matlab/Simulink现有资源，采用自然

6、变量分析法，对永磁电机建模原理和实现过程进行了详细阐释。（1）电机数学方程磁链方程：（2-1）其中：、、——定子三相绕组磁链；、、——定子三相绕组自感系数；——定子X绕组和Y绕组的互感系数；——永磁磁极与定子绕组交链的最大磁链；——转子电角定子绕组的自感系数、、和互感系数均为的函数，且互感系数满足关系、、。电压方程：（2-2）、、——定子相电压；——定子相电阻；、、——定子相电流。（2）电机电路模型本节将阐述用电感、电阻等基本电路元件搭建电机模型的基本原理和实现方法。由于电机本身可简化为电阻、电感等电路元件，因此与驱动系统的连接不需要进行任何变换，使用起来较为方便。由于永

7、磁电机完全通过适当的电路等效，因此称之为电路模型，该电机模型根据电压方程式和转子运动方程式,由以下五部分构成：1)磁密分布函数：根据电机转子的位置计算各相绕组对应的气隙磁密；2)反电动势计算环节：由电机转子的位置与转速及相应的Ke，计算反电动势；3)电枢等效环节：由电阻、电感模拟电机绕组的电阻和电感，由受控电压源模拟电机转动时产生的反电势，反电势的大小由反电势计算环节确定；4)电磁转矩计算环节：由转矩系数KT、电流和磁密计算电机电磁转矩；5)转子运动方程：本环节的核心是两个积分器，电机的速度根据运动方程计算，并通过再次积分得到